लेड एसिड सेल को चार्ज करने की नियत-धारा (constant-current) प्रणाली की तुलना में, नियत-वोल्टेज (constant-voltag

Question

लेड एसिड सेल को चार्ज करने की नियत-धारा (constant-current) प्रणाली की तुलना में, नियत-वोल्टेज (constant-voltage) प्रणाली का लाभ है

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C: उपरोक्त (a) और (b) दोनों

Explanation & Concepts:
नियत-वोल्टेज चार्जिंग विधि पूरी प्रक्रिया के दौरान लेड-एसिड बैटरी के टर्मिनलों पर एक निश्चित विभव (potential) बनाए रखती है। जैसे-जैसे बैटरी का आंतरिक EMF चार्जर वोल्टेज की ओर बढ़ता है, चार्जिंग करंट स्वाभाविक रूप से कम हो जाता है, जो प्लेटों की रासायनिक क्षमता का प्रभावी ढंग से उपयोग करते हुए तेजी से शुरुआती चार्जिंग की अनुमति देता है।

Working Principle: एक नियत-वोल्टेज प्रणाली में, चार्जिंग करंट $I$ समीकरण $I = \frac{V_{charger} - E_{battery}}{R_{internal}}$ द्वारा नियंत्रित होता है। प्रारंभ में, जब बैटरी वोल्टेज $E_{battery}$ कम होता है, तो करंट अधिक होता है, जिससे ऊर्जा का तेजी से भंडारण संभव होता है। जैसे-जैसे बैटरी पूर्ण चार्ज के करीब पहुंचती है, $E_{battery}$ बढ़ता है, जिससे $I$ स्वचालित रूप से कम हो जाता है, जो गहरी प्लेट संतृप्ति (प्रभावी क्षमता बढ़ाना) में मदद करता है और इलेक्ट्रोड के अत्यधिक खराब होने से रोकता है।

Key Formulas: $I = \frac{V - E}{R}$ — करंट प्रवाह संबंध जहाँ $V$ चार्जर वोल्टेज है, $E$ बैटरी EMF है, और $R$ आंतरिक प्रतिरोध है।

Key Points: नियत-वोल्टेज चार्जिंग एक उच्च प्रारंभिक चार्जिंग दर प्रदान करती है।; जैसे-जैसे बैटरी पूर्ण चार्ज की स्थिति तक पहुंचती है, करंट कम होता जाता है।; यह विधि ऑटोमोटिव चार्जिंग सिस्टम और स्थिर पावर बैकअप में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।; खराब तरीके से प्रबंधित नियत-धारा स्रोतों की तुलना में थर्मल रनअवे (thermal runaway) के जोखिम को कम करती है।

Advantages: प्रारंभिक चरण के दौरान काफी तेज चार्जिंग समय।; प्लेट सामग्री का बेहतर उपयोग जिससे अधिक प्रभावी क्षमता प्राप्त होती है।; कम निगरानी की आवश्यकता होती है क्योंकि करंट स्वचालित रूप से कम हो जाता है।

Disadvantages: उच्च प्रारंभिक करंट पूरी तरह से डिस्चार्ज/सल्फेटेड बैटरी को नुकसान पहुंचा सकता है।; चक्र के अंत में ओवरचार्जिंग से बचने के लिए स्थिर वोल्टेज विनियमन की आवश्यकता होती है।

Applications: ऑटोमोटिव वाहन अल्टरनेटर।; UPS और आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था बिजली आपूर्ति।; दूरसंचार बैटरी बैंक।

Additional Info: नियत-धारा चार्जिंग का उपयोग मुख्य रूप से निर्माण के दौरान प्लेटों के निर्माण या विशिष्ट इक्वलाइजेशन चार्ज के लिए किया जाता है।. विकल्प D गलत है क्योंकि हालांकि नियत-वोल्टेज मदद करता है, लेकिन समय/क्षमता लाभ की तुलना में यह प्राथमिक लाभ नहीं है; यदि नियत वोल्टेज बहुत अधिक सेट किया जाता है तो अत्यधिक गैसिंग वास्तव में एक जोखिम है।

Answer: C सही है — नियत-वोल्टेज विधि उच्च प्रारंभिक करंट के कारण चार्जिंग समय को कम करती है और करंट कम होने पर सक्रिय सामग्री की गहरी संतृप्ति की अनुमति देकर क्षमता उपयोग में सुधार करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विद्युत मशीनों और बैटरियों में, 'नियत वोल्टेज' का अर्थ आमतौर पर एक स्व-विनियमन या टेपरिंग तंत्र है, जबकि 'नियत धारा' के लिए सक्रिय फीडबैक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

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Option A: चार्जिंग के समय को कम करना

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Option B: सेल की क्षमता को बढ़ाना

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Option D: अत्यधिक गैसिंग से बचना

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